Zusammenfassung
Betrachten wir eine kolloide Lösung im Ültramikroskop, so sehen wir alles in Bewegung. Die Bewegung der Teilchen wird um so lebhafter, je kleiner dieselben sind. Unabhängig von äußeren Einflüssen währt dieses Durcheinandereilen der Submikronen monate-, ja jahrelang, solange die Flüssigkeit haltbar ist. Sie liefert einen sichtbaren Beweis für die innere Wärmebewegung der Flüssigkeitsmoleküle.
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Referenzen
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Man muß dabei absehen von den viel langsameren Bewegungen, welche der Lichtdruck hervorrufen könnte, und welche wahrscheinlich erst bei längerer Verfolgung der Bewegung eines Einzelteilchens bemerkt werden könnten.
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v. Smoluchowski, Phys. Zeitsehr. 17, 557 bis 577, woselbst u. a. ausgeführt wird, daß die Verteilung von Kugeln, die über das Galtonsche Brett herabrollen, dieselbe ist wie die durch Diffusion zustandekommende.
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Dieser Einfluß geht bei Gelatine parallel einer quellungsvermindernden Wirkung der betr ffenden Elektrolyte. Man wird wohl in beiden Fällen dieselbe Ursache, Begünstigung des Zueamirrentrftens von Gelatineamikronen, erblicken.
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Direkte Messung der Teilchenbewegung im Ultramikroskop.
A. v. Galecki fand im Institut des Verfassers durch zahlreiche Messungen die Grenzwerte der Beweglichkeit bei nicht dialysierten Lösungen zu 0,4 bis ca. μsec; wurde die Lösung durch Dialyse von der geringen Menge vorhandener Elektrolyte befreit, so stieg ihre Überführungsgeschwindigkeit in einem speziellen Falle von 1,26 auf 5,7 μ /sec. Amikronen zeigten annähernd dieselbe Wände rungsgeschwindigkeit wie Submikronen (Z. f. anorgan. Chemie 74, 174 bis 206 (1912)).
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A. Coehn: Zeitschr. f. Elektrochemie 15, 653 (1009). Andere Apparate sind an gegeben z. B. von Burton, Wo. Pauli u. a.
A. v. Oalecki, 1. c, siehe S. 60.
A. Cotton und H. Mouton: Les ultramicroscopes etc. Paris 1906, S. 144. Vgl. auch Ellis.
The Svedberg: Studien zur Lehre von den kolloiden Lösungen. Upsala 1907, S. 149.
Die Dielektrizitätskonstante des Wassers ist 80, also sehr hoch, und darum laden sich die meisten Körper negativ gegen Wasser, dieses, selbst aber positiv, und die Teilchen wandern zur Anode, wenn sie in reinem Wasser suspendiert sind. Die Dielektrizitätskonstante des Terpentinöls ist klein (2,23), und darum laden sich die meisten Körperchen in ihm positiv und wandern zur Kathode. Diese Gesetzmäßigkeit gilt jedoch nur für Isolatoren, für welche sie von Coehn und Raydt quantitativ bestätigt worden ist, und zwar so weit, daß aus den elektroosmotischen Steighöhen die Dielektrizitätskonstante verschiedener Stoffe in guter Übereinstimmung mit den anderweitig bestimmten Werten berechnet werden konnte. Bei Gegenwart von Elektrolyten dagegen sind andere Einflüsse in erster Linie bestimmend für den Ladungssinn der Teilchen. Hier spielen Ionenadsorption und auch chemische Reaktionen in entscheidender Weise mit.
G. Bredig: Anorganische Fermente. Stuttgart 1901, S. 16.
J. Billitzer: 1. c, siehe S. 59.
Vgl. R. Zsigmondy: Zur Erkenntnis der Kolloide. S. 165 bis 169.
A. v. Galecki: Zeitschr. f. anorg. Chem. 74, 174 bis 206 (1912).
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F. Powis: ibid. S. 91 bis 110 u. 186 bis 212 (1914).
Verf. ist schon früher bezüglich kolloider Lösungen zu derselben Schhißfolgerung gekommen. Vgl. dieses Lehrb., 1. Aufl., S. 107.
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E. F. Burton: Philos. Magazine 17, 583 bis 597 (1909).
1. c, siehe S. 61.
A. v. Galecki: Zeitschr. f. anorg. Chemie 74, 174 bis 206 (1912).
J. Billitzer: 1. c. siehe S. 59 und Zeitschrift f. phys. Chemie 51, 129 bis 166 (1905).
Die größten Abweichungen der Einzelwerte der Teilchengeschwindigkeit vom Mittelwert betragen nach v. Galecki (der seiner Berechnung Svedbergsche wie eigene Beobachtungen zugrunde legte) ca. ± 20%.
Dies geht schon aus der Beweglichkeit der Teilchen hervor, die trotz ihrer be trächtlichen Größe sich ebenso schnell fortbewegen wie Ionen und daher stärker ge laden sein müssen als diese.
H. Picton und S. E. Linder: Journ. Chem. Soc. 67, 63 bis 74 (1895).
Die Erklärung dieser Erscheinungen soll weiter unten gegeben werden (Kap. 33).
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Neuerdings ist es H. R. Kruyt gelungen, recht scharfe Schwellenwerte der Elektrolytkoagulation zu finden, wobei er u. a. zu dem Resultate kam, daß Phenol und Alkohole den Schwellenwert für ein- und dreiwertige organische Kationen erniedrigen, für zwei-und vierwertige erhöhen.
In diese Kurve sind auch die Werte fur die Uberfuhrungsgesch windigkeiten u eingetragen, die v. Galecki vor einigen Jahren gelegentlich einer Untersuchung des Ein flusses der Elektrolytkonzentrationen auf die Überführung erhalten hat. Die u-Werte sind den Potentialdifferenzen zwischen Teilchen und Medium proportional, so daß man daraus die Abnahme der Potentialdifferenz mit zunehmendem Elektrolytgehalt und die Beziehung zum Koagulationsverlauf erkennen kann. Es sei bemerkt, daß die kolloide Goldlösung den ursprünglichen w-Wert 13,5 . 10–5 hatte.
Für die meisten praktischen Zwecke, wo es sich mehr um Ermittlung der Größen ordnung der Schwellenwerte handelt (z. B. bei Prüfung der Wertigkeitsregel), kommen die kleinen Schwankungen des Schwellenwertes der Elektrolytkonzentration innerhalb der Zone nicht sehr in Betracht.
Göttinger Nachrichten 1917, Heft 1.
Über die dabei einzuhaltenden Vorsichtsmaßregeln und die Einzelheiten der Methode siehe Zsigmondy, ferner Westgren u. Reitstötfer, beides Z. f. physik. Chemie 1918.
Vgl. z. B. Bredig: Anorganische Fermente, S. 15. Leipzig 1901, auch Freundliche Bemerkungen in d. Zeitschr. f. physik. Chem. 80, 141, 142; 1903, ferner Ellis ib. 80, 597, 1912.
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Hierin bedeuten: n 0 die Anzahl der ursprünglichen Primärteilchen pro ccm, D den Diffusionskoeffizienten der Teilchen. R den Radius der Anziehungssphäre.
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Vgl. Kap. 33.
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N. Ishizaka: Zeitschr. f. phys. Chem. 83, 97 bis 128 (1913).
1. cit. 62.
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Ausnahmen von dieser Regel vgl. Kolloides Eisenoxyd, Kap. 85.
1. c. siehe S. 63.
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Ausnahmen sind beobachtet worden, doch in diesen kann man auf feste Lösung schließen. (Vgl. Freundlich, Kapillarchemie.)
Geordnet nach der Menge, in der die Gase von Kohle bei bestimmtem Druck und Temperatur aufgenommen werden.
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Um Mißverständnissen vorzubeugen, sei erwähnt, daß man bei feinporösen Stoffen, wie Holzkohle, Gel der Kieselsäure usw., durch Zerreiben eine solche Vergrößerung der Oberfläche der Primärteilchen, auf die es hier ankommt, nicht leicht wird herbeiführen können.
Sowohl die von ihm untersuchte Sorption der Phosphorsäure durch Zinnsäuregel wie die Adsorption von arseniger Säure durch kolloides Eisenoxyd (Biltz) führen zu affinen Adsorptionskurven.
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W. Biltz: Nachr. d. Kgl. Ges. d. Wiss. Göttingen, Math.-Phys. II. 1905, 46 bis 63.
A. Einstein: Annalen d. Phys. 19, 289 (1906);
A. Einstein: Annalen d. Phys. 34, 591 (1911).
E. Hatschek: Koll.-Zeitschr. 7, 301 bis 304 (1910;
E. Hatschek: Koll.-Zeitschr. 8, 34 bis 35 (1911);
E. Hatschek: Koll.-Zeitschr. 12, 238 bis 246 (1913).
Sven Oden: Zeitschr. f. phys. Chemie 80, 709 bis 736 (1912).
Hätschele berechnet die Dicke der Adsorptionshüllen zu 0,87 μμ, ein durchaus wahrscheinlicher Wert.
Wo. Ostwald: Grundriß der Kolloidchemie (3. Aufl.). Dresden 1912. S. 181. Koll.-Zeitschr. 12, 213 bis 222 (1913).
B. Zsigmondy u. W. Bachmann, Koll.-Zeitschr. 11, 145–157 (1912).
W. Bachmann, vgl. Kap. 30.
H. Freundlich und N. Ishizaka: Koll.-Zeitschr. 12, 230 bis 238 (1913).
v. Smoluchoivslci: Koll.-Zeitschr. 18, 190, 1916.
F. Kohlrausch (1903), W. R. Bansfield: Zeitschr. f. phys. Chemie 53, 259 (1905), H. C. Jones ib. 74, 337 (1910); Riesenfeld, Remy ib. 89, 481 (1915), Wo. Ostwald: Koll.- Zeitschr. 9, 189 (1911), vgl. bez. der Literaturangaben insbesondere Dhar: Zeitschr. f. Elektrochem. 20, 57 (1914).
Es wira insbesondere die im Vergleich zur Ionenbeweglichkeit der H*- und OH’- Ionen relativ langsame Beweglichkeit der übrigen Ionen als Stütze der Hydrattheorie angesehen. Man nimmt an, daß H* und OH’ sehr wenig Wasser binden, die anderen Ionen dagegen viel, entsprechend ihrer geringeren Beweglichkeit. Richard Lorenz (Zeitschr. f. physik. Chemie 73, 252, 1910) ferner 79, 63,1912, vertritt hingegen die Anschauung, daß die lösungsfremden Ionen (K*, Na*, Ca”, Cl’, Br’ usw.) kein oder nur wenig Wasser gebunden haben und ebenso die lösungsverwandten H* oder OH’. Die größere Beweglich keit der letzteren würde sich nach Lorenz auf eine besondere Art der Wanderung zurück führen lassen, die nach Art der Grotthuß sehen Vorstellung erfolgt und beschleunigend wirkt. Daraus würde sich erklären, daß die nach einer von Einstein gegebenen Formel berechneten Ionendurchmesser im allgemeinen mit den nach Reinganum aus der kineti schen Gastheorie berechneten übereinstimmen, bei H* und OH’ dagegen beträchtlich zu klein gefunden werden. Betrachtet man aber die Einzelwerte für die lösungsfremden Ionen, so ergeben sich auch bei ihnen gewisse Abweichungen, die immerhin die An nahme zulassen, daß Wasserbindung vorhanden ist. (Vgl. H. Remy: Zeitschr. f. physik. Chemie 89, 481, 1915.
Zeitschr. f. physik. Chemie 89, 467 bis 485, 1915.
Aus den neueren ausführlichen Arbeiten von Richard Lorenz, sowie von Lorenz und Posen: Zeitschr. f. anorg. Chem. 94, 240, 1916; 94, 255, 1916; 94, 265, 1916; 95, 340, 1916; 96, 81, 1916; 96, 217,1916; 96, 231, 1916 geht hervor, daß die Annahme einer vollständigen Wasserhülle mit den Ergebnissen der kinetischen Gastheorie nicht in Übereinstimmung zu bringen ist, wenn man nach der Formel von Stokes-Einstein rechnet. Es wäre jedoch möglich, worauf mich JR. Lorenz aufmerksam macht, daß die Formel von Stokes-Einstein gar keine Auskunft über etwa vorhandene Wasserhüllen gibt, wenn nämlich letztere nur so beschaffen sind, daß sie im Potentialgefälle des Stromes nicht mit wandern, sich also im Austausch mit dem Lösungswasser befinden.
Sitzungsbericht der Heidelberger Akademie der Wissenschaften 1914, 27.–29. Abhandlung.
Die Dampfkondensation tritt auf ungeladenen wie auch auf geladenen Amikronen ein. Die ersteren sind nach Lenard (Probleme komplexer Moleküle, Teil III, Heidelberg 1914, Winters Verlag) Molekularkomplexe in festem Verband und nicht Flüssigkeits tröpfchen; die letzteren sind Flüssigkeitströpfchen mit erheblich größeren Dimensionen als die ersteren. Auch diese geladenen Träger besitzen zunächst eine nur minimale Dampf — Spannung; auf ihnen kondensiert sich der Flüssigkeitsdampf auch in ungesättigten Dämpfen. Bei weiterer Kondensation in übersättigtem Dampf wächst die Dampfspannung zu einem Maximum und ändert sich darüber hinaus bis zur Tension p 1 = p 0 , wobei p 0 die der ebenen Oberfläche bedeutet. Aus Versuchen von Przibram berechnet Lenard auch die Träger- und Kernradien. Für die elektrisch geladenen Kerne ergibt sich ein größerer Radius (S = 7 bis 9.10–8 cm) als für die unelektrischen (S = 4.5 bis 46.10–8 cm). Auch die der maximalen Dampfspannung entsprechenden Trägerradien sind etwas größer (Rm = 14 bis 19.10–8 cm) als die der ungeladenen (Rm= 11 bis 14.10–8 cm). Bezüglich der Oberflächenspannung wäre noch zu erwähnen, daß dieselbe bei sehr kleinen aus wenigen normalen Flüssigkeitsmolekülen bestehenden Tröpfchen kleiner ist als die nor male; dagegen ist sie bei Flüssigkeitshüllen um die Kerne größer als die normale Ober flächenspannung (III, S. 53, Anm. 85).
H. W. Woudstra: Zeitschr. f. physik. Chemie 63, 619, 1908.
Wo. Ostwald: Koll.-Zeitschr. 10, 132 bis 146 (1912).
A. Hantzsch: Vgl. z. B. Zeitschr. f. Elektrochem. 20, 480 bis 483 (1914) und Koll.-Zeitschr. 15, 79 bis 83 (1914).
K. Voigt: Koll.-Zeitschr. 15, 84 bis 85 (1914).
N. Pihlblad: Zeitschr. f. phys. Chem. 81, 417 bis 430 (1913).
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Zsigmondy, R. (1912). Physikalische Grundlagen. In: Kolloidchemie. Chemische Technologie in Einzeldarstellungen: Allgemeine chemische Technologie. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-33916-9_3
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